Umweltfreundliches robotergestütztes Schneiden: Sauberes, effizientes Trimmen & Fasen

Roboterautomatisierung bricht die Grenzen konventioneller Schneidmethoden und öffnet die Tür zu innovativen Hochgeschwindigkeits-Trimm-, Fasen- und Entgratungslösungen. Da der industrielle Drang nach Nachhaltigkeit anhält, wächst der Bedarf an robuster, doch umweltfreundlicher Robotertechnologie. Während einige auf Wasserstrahlschneiden als gangbare Lösung setzen, erweisen sich Ultraschallsysteme als hochvorteilhaft und investitionswürdig.

Ultraschallschneiden

Ultraschallschneiden unterscheidet sich stark von anderen robotergestützten Schneidmethoden, indem es Roboter mit Schneidwerkzeugen integriert, die Ultraschallenergie nutzen, um überschüssiges Material von einem geformten oder gegossenen Teil zu trennen. Während dieses Prozesses werden mikroskopische Vibrationen in der Klinge durch einen elektrischen Impuls erzeugt, der dann durch das Schneidwerkzeug geleitet wird. Die hochenergetische Kraft erlaubt der Klinge, das Werkstück mühelos zu durchtrennen und bietet Herstellern vielfache Vorteile:

Sauberere Schnitte

Während des Ultraschallprozesses oszilliert die Klinge bei 40 kHz, was typische Schneidreibung um bis zu 70 % reduziert. Dies liefert nicht nur sauberere Schnitte auf den meisten Materialien, sondern ermöglicht auch das Versiegeln der im selben Prozessschritt entstehenden Kanten, was hocheffizient ist.

Ultraschallschneiden eignet sich gut für diverse nicht-metallische Materialien wie Kunststoffe, Folien, kohlenstofffaserverstärkte Polymere (CFK) und Vliesstoffe (unter 6–8 mm Dicke). Dies macht den Prozess ideal für Automobil-Innenkomponenten wie Türverkleidungen, Fußbodenkarpeten, Instrumententafeln, Konsolen und HLK-Formteile sowie die meisten spritzgegossenen, vakuumgeformten, rotations- oder blasgeformten Teile für die Allgemeinindustrie.

Höhere Effizienz

Wie erwähnt, ist Ultraschalltrimmen extrem energieeffizient: <1 kWh pro Trimwerkzeug vs. >20 kWh für Wasserstrahl. Die Tatsache, dass ein mit Ultraschallwerkzeug ausgestatteter Roboter hochpräzise und saubere Schnitte mit geringem Druck macht, spart Energie für größere Produktivitätsgewinne. Dieser Trimprozess erlaubt auch Teilemanagement bei Schwindung, da Teile direkt aus der Form getrimmt werden können. Perimeter-Flash-Trimming und Bohrungen/Schlitze können ebenfalls mit nur einem Werkzeug erfolgen.

Höhere Konsistenz

Teil-zu-Teil-Oberflächenkonsistenz wird durch eingebaute Compliance verbessert. Einzigartig gestaltete und feldgetestete Trimwerkzeuge, angeboten durch ausgewählte Roboterintegratoren und OEMs, verfügen über aktive Compliance, um schrumpfende oder ungenaue Teilkonturen zu folgen.

Mehr Agilität

Der Einsatz eines robotergestützten Ultraschalltrimm-Systems bietet die Flexibilität, sich an diverse Schneidmethoden anzupassen. Ob nur oberste Schicht (Kiss Cuts) oder perforierte Linienschnitte, oder ob Kompression von Schaum oder anderen dicken Materialien erforderlich ist – eine Ultraschalltrim-Zelle ist ideal.

Geringere Verbrauchskosten

Im Vergleich zu Wasserstrahlschneiden sind Ultraschallverbrauchsmaterialien günstiger. Bei Wasserstrahl müssen Spulen und Düsen oft getauscht werden, und Artikel wie Schläuche, Armaturen, Ventile, Dichtungen und andere Pumpenkomponenten benötigen mäßigen Austausch. Dies trägt nicht nur zu höheren Verbrauchskosten bei, sondern kann auch Roboterausfallzeiten erhöhen, was letztlich die Bilanz beeinträchtigt. „Ultraschalltrimmen ist ein hocheffizientes, umweltfreundliches und kosteneffektives Verfahren zum Trimmen diverser Komponenten“, sagt Steven Cranston von Alliance Automation, LLC. „Mit nur mäßigem Klingenwechsel und seltenem Oszillatorkabelwechsel ist dieser Prozess ideal für Hersteller, die Kosten sparen und operativen Durchsatz optimieren wollen.“

(L: Wasserstrahlkopf; R: Ultraschallkopf)

Beispielsweise kostet ein Standard-Wasserstrahlsystem mit einem Intensivator und zwei Robotern durchschnittlich 23.000–25.000 $ pro Jahr im Betrieb. Hohe Wartungskosten, Energieverbrauch und Wasserverbrauch/Entsorgung treiben diese Kosten. Im Gegensatz dazu ist dies etwa sechsmal höher als die Betriebskosten eines Zwei-Roboter-Ultraschallmessersystems.

Trim-Operationen optimieren

Reduzierung von Arbeiterverletzungen, leiser Zellenbetrieb, keine Wassergefahren und keine Trocknungszeit für Work-in-Progress (WIP) nach dem Trimmen für nachgelagerte Montageoperationen sind weitere Schlüsselvorteile. Um die energiesparende Technologie des Ultraschalltrimmens zu nutzen, erfahren Sie mehr über Yaskawas EcoTrim^™ Schneidsysteme. Erhältlich in zwei Standardmodellen (EcoTrim 1000 und EcoTrim 6200) oder als kundenspezifische schlüsselfertige Lösung, die an Ihre spezifischen Produktionsanforderungen konfiguriert werden kann – diese platzsparenden Lösungen sind für maximale Flexibilität und Verfügbarkeit bei größerer Reduzierung der Betriebskosten konzipiert.